[發明專利]壓縮空氣的儲氣裝置及裝有這種裝置的自然能源發電站

有效

• 申請號: 201110308318.2
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN103047533A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 周登榮;周劍
• 申請（專利權）人: 周登榮;周劍
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮

技術領域

本發明涉及儲氣裝置，特別是涉及壓縮空氣的儲氣裝置及裝有這種裝置的自然能源發電站。

背景技術

社會發展至今，人類對能源的需求每年都大幅度的增長。隨著煤炭、石油、天然氣等化石燃料越來越少，空氣污染、水源枯竭、地球溫室效應等環境問題日趨嚴重，因此開發利用新型、無污染、可再生的清潔能源具有重大的現實意義。煤炭、石油、天然氣等燃料發電要產生大量溫室氣體，核能發電則面臨核廢料的處理問題，它們都不利于環境保護，而風能、太陽能是一種取之不盡的無污染的可再生能源。因此，利用風能、太陽能的發電系統已受到世界各國的高度重視，近年來也獲得了突飛猛進的發展。常見的以自然風力驅動槳葉的風力發電機、以太陽能作為熱源再轉化為機械能驅動發電機，都已進入產業化應用階段。

由于自然風的速度和方向是隨機變化的，風能具有不穩定的特性，因此風力發電存在功率調節、變速運行、對風調節和變漿距等問題。由于在地面上利用太陽能要受到大氣層衰減的影響，還要受陰晴天、日出日落、地理位置等影響，因此太陽能的利用率較低，而且能量不平衡。

目前，我國使用的風力發電機組多是由風輪、齒輪箱式增速器和發電機裝配構成的機械驅動式風力發電機組，并整體配裝在塔架頂端上，結構復雜，重量大，成本高。另外，當無風天氣時，風輪停止轉動，機械驅動式發電機立刻停止發電。

風力發電對電網的不利影響可以用儲能技術來改善。例如，應用高溫超導儲能技術使風力發電機組輸出的電壓和頻率都很穩定，但是高溫超導材料的成本非常高，不能被廣泛應用。針對上述不足，將空氣壓縮裝置和儲氣裝置引入自然能源發電系統中。在自然條件良好的情況下，風能、太陽能或風能與太陽能相結合驅動發電機發電，可用多余的電量驅動空氣壓縮機工作，將壓縮空氣充入儲氣罐中儲存起來；在自然條件較差的情況下，利用儲氣罐中的壓縮空氣驅動發電機工作，或者將其供給電網的發電站使用。

儲氣裝置是用于盛裝氣體或液體，且需要承載一定壓力的密閉容器。早期用于化學工業，壓力多在10兆帕以下，當合成氨和高壓聚乙烯等高壓生產工藝出現后，則要求壓力容器的壓力達到100兆帕以下。隨著石油化工等工業的發展，壓力容器的工作溫度范圍越來越寬，容量不斷增大，對儲氣裝置的設計要求也越來越高。目前，大多數壓力容器是由鋼制成的，也有的用鋁、鈦等有色金屬和玻璃鋼、預應力混凝土等非金屬材料制成的，然而這些材料的強度都不能承載更高的壓力，所以有必要對儲氣裝置的材料和結構設計做進一步的改進。

發明內容

本發明旨在創造一種全新的壓縮空氣的儲氣裝置，并將其公之于眾，依法獲得該技術方案的專利權。自然能例如風能、太陽能或風能與太陽能相結合驅動發電機發電，用多余的電量驅動空氣壓縮機工作，將壓縮空氣充入儲氣罐中儲存起來，在自然條件較差的情況下，利用儲氣罐中的壓縮空氣驅動發電機發電，或者將其供給電網的發電站使用。本發明的儲氣裝置就是用來存儲空氣壓縮機產生的壓縮空氣的。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：壓縮空氣的儲氣裝置，包括儲氣罐、密封裝置和排水裝置，所述儲氣罐放置于三個以上的水泥柱子之上，水泥柱子將儲氣罐托起；所述水泥柱子設置于水泥基臺的上平面之上；所述儲氣罐的頂部與密封裝置連接，儲氣罐的底部設置有排水裝置；所述排水裝置和密封裝置之間設置有上下梯子，且上下梯子均勻分布于儲氣罐的外殼上。

本發明的壓縮空氣的儲氣裝置結構簡單，成本低，儲氣罐材料的屈服強度高，承載的壓力大，儲氣罐容積大，儲氣能力強。另外，將此儲氣裝置用于自然能源發電站，可有效的將壓縮空氣儲存起來備用或直接輸送給電網的發電站，避免由于自然能源比如風能、太陽能等不穩定而停止對發電機的驅動。

優選的是，所述儲氣罐為降壓儲氣罐。本發明的儲氣罐不僅適于儲存高壓空氣，也適于儲存超高壓空氣，將超高壓空氣降到一定的壓力后再儲存到本發明的儲氣罐中，可更加安全。

優選的是，所述儲氣罐為球形。因為在儲氣罐所用材料、殼體厚度等相同的情況下，球形儲氣罐的耗材量小、受力均勻，能承載更大的儲氣壓力。

優選的是，所述儲氣罐的頂部設置有安全防泄露信號燈。此信號燈用于提示儲氣罐是否漏氣，起到安全防范的作用。信號燈亮，說明儲氣罐漏氣，可能是密封裝置出現問題，便于及時消除存在的隱患。

優選的是，所述儲氣罐的頂部設置有進氣管道，在進氣管道上設置超高壓電磁閥。